大学考试试卷机械设计基础及答案.docVIP

2012年9月份考试机械设计基础第三次作业一、简答题（本大题共40分，共 10 小题，每小题 4 分）1. 滚动轴承预紧的目的是什么？2. 棘轮机构的结构组成是什么？缺点是什么？3. 钢材常用的热处理方法有哪些？4. 满足正确啮合条件的一对齿轮是否一定能连续传动？为什么？5. 普通平键连接的类型有几种，轴端连接一般采用哪一种类型的平键？键的尺寸是如何选出的。6. 两圆柱体接触时其上作用的接触应力具有哪些特点？7. 螺栓组结构设计中应注意什么？8. 弹簧的功用是什么？9. 常见的齿轮失效形式有哪些？失效的原因是什么？10. 联轴器和离合器的功用是什么？区别是什么？二、分析计算题（本大题共60分，共 6 小题，每小题 10 分）1. 已知i1H=-10，z1=20，试求图示轮系中4轮齿数。2. 试求图中机构的最小传动角和最大压力角。已知lAB=30mm，lBC=120mm，e=25mm。3. 设有一A型普通平键连接。已知：轴的直径d=50mm，键宽b=14mm，键高h=9mm，键的公称长度L=90mm，键的许用切应力[τ]=90MPa，其许用挤压应力[σp]=100MPa。试问：该键连接所能传递的最大转矩是多少？4. 在一个中心距为250mm的旧箱体内，配上一对z1=18，z2=81，mn=5mm的斜齿圆柱齿轮，试求该对齿轮的螺旋角β。若小齿轮为左旋，则大齿轮应为左旋还是右旋？5. 在图示轮系中，已知各轮的齿数为z1=20，z2=30，z3=80，z4=25，z5=50，试求传动比i15。6. 图示轮系，已知z1=18、z2=20、z2=25、z3=25、z3=2（右旋），当a轴旋转100圈时，b轴转4.5圈，求z4为多少，怎么旋转？答案：一、简答题（40分，共 10 题，每小题 4 分）1. 参考答案：滚动轴承预紧的目的在于提高轴的旋转精度和刚度。解题方案：评分标准：2. 参考答案：棘轮机构是由棘轮、棘爪和机架组成的，其缺点是在运动开始和终止时都会产生冲击。解题方案：评分标准：3. 参考答案：钢材常用的热处理方法有退火、正火、淬火、回火、调质、化学处理等。解题方案：评分标准：4. 参考答案：满足正确啮合条件的一对齿轮不一定能连续传动。因为，要能连续传动，还应满足重合度大于1的条件。解题方案：评分标准：5. 参考答案：普通平键分为圆头（A型）、平头（B型）和半圆头（C型）。轴端连接一般采用半圆头（C型）。键的尺寸是根据键连接的轴径和长度由标准中查得。解题方案：评分标准：6. 参考答案：作用在两圆柱体上的接触应力具有大小相等、左右对称及稍离接触区中线即迅速降低等特点。解题方案：考察了接触应力的特点。评分标准：7. 参考答案：1）为了装拆的方便，应留有装拆紧固件的空间。如螺栓与箱体、螺栓与螺栓的扳手活动空间，紧固件装拆时的活动空间等。 2）为了连接可靠，避免产生附加载荷，螺栓头、螺母与被连接件的接触表面均应平整，并保证螺栓轴线与接触面垂直。在铸、锻件等粗糙表面上安装螺栓时，应制成凸台或沉头座，当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫圈等。 3）在连接的结合面上，合理地布置螺栓及螺栓数，以使接合面受力均匀且便于加工。 4）为了便于制造和装配，同一组螺栓不论其受力大小，应采用同样材料和尺寸。 解题方案：评分标准：8. 参考答案：弹簧的主要功用是：1）控制运动；2）缓冲和减振；3）存储和释放能量；4）测量力的大小。解题方案：评分标准：9. 参考答案：齿轮传动的失效主要发生在轮齿部分，其常见失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形等五种。齿折断是因为轮齿在工作过程中，齿根部受较大的交变弯曲应力，并且齿根圆角及切削刀痕产生应力集中。齿面点蚀是因为齿轮工作时，在循环变化的接触应力、齿面摩擦力及润滑剂的反复作用下，轮齿表面出现疲劳裂纹，裂纹逐渐扩展，导致齿面金属剥落形成麻点状凹坑。齿面磨损是由于粗糙齿面的摩擦或有砂粒、金属屑等磨料落入齿面之间，都会引齿面磨损。磨损引起齿廓变形和齿厚减薄，产生振动和噪声，甚至因轮齿变得过薄而断裂。磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。齿面胶合是因为在高速重载齿轮传动时，因齿面间压力大、相对滑动速度大，在啮合处摩擦发热大，产生瞬间高温，使油膜破裂，造成齿面金属直接接触并相互粘着，而后随齿面相对运动，又将粘接金属撕落，使齿面形成条状沟痕，产生齿面胶合而失效。齿面塑性变形是因为，用较软齿面材料制造的齿轮，在承受重载的传动中，由于摩擦力的作用，齿面表层材料沿摩擦力的方向发生塑性变形。 解题方案：评分标准：10. 参考答案：联